Ученые создали первый транзистор, работающий на энергии тепла

МОСКВА, 31 янв – Эдельстар.ру. Физики из Швеции создали первый транзистор, в котором роль носителя информации играет не электрический сигнал, а потоки тепла, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

«Мы первыми представили логическое устройство, транзистор в данном случае, чьей работой управляет тепло, а не электричество. Создав конденсатор, который может превращать разницу температур в электрический ток, мы задумались, можно ли его применить для других целей», — рассказывает Ксавье Криспин (Xavier Crispin) из университета Линчёпинга (Швеция).

В прошлом году, как рассказывает Криспин, его команда открыла необычный органический полимер, обладающий крайне интересными термоэлектрическими свойствами. Его отрицательно заряженные цепочки очень слабо реагируют на изменение температур, благодаря чему их смесь с положительно заряженными ионами, сильно реагирующими на заморозку или нагрев, превращается в так называемый термоконденсатор.

Под этим словом ученые понимают устройство, способное преобразовать разницу температур на его противположных концах в электрический ток. Иными словами, если погрузить такой конденсатор в ведро с горячей водой, он сам по себе зарядится электричеством благодаря тому, что более подвижные ионы мигрируют в сторону «горячей» части конденсатора, а нити полимера останутся на месте.

Открыв эту комбинацию веществ, Криспин и его коллеги задумались, можно ли применить его для создания более сложных устройств, использующих тепло в качестве носителя информации. Плодом этих усилий стало создание гибридного электрон-теплового транзистора, работой которого управляет электрод, изготовленный из данного электролита и играющий роль затвора.

По сути, он представляет собой тепловой аналог обычного полевого транзистора – когда температура электрода повышается, он приобретает все больший положительный заряд. В зависимости от типа и устройства транзистора, это приводит к тому, что ток или начинает идти между «входом» и «выходом» логического устройства, или же он блокируется.

Как отмечают ученые, все взаимодействия в таком транзисторе можно перевести на тепловую основу, что позволило бы создать целый новый класс полупроводниковых логических устройств. По словам Криспина, разработанный его командой полимер обладает очень высокой чувствительностью к теплу, в 100 раз более высокой, чем у всех остальных соединений такого рода, что позволяет применять транзисторы на его базе в качестве медицинских приборов, «умных пикселей» для инфракрасных камер и целого ряда других гаджетов и устройств.

Подобные устройства, как отмечают ученые, смогут работать напрямую на базе энергии солнечного тепла и света, не потребляя электричества и функционируя даже в тех условиях, в которых обычно электроника не работает по физическим причинам или из-за соображений безопасности.